DE1075959B

DE1075959B - Zahnstangenlenkeinrichtung

Info

Publication number: DE1075959B
Application number: DEA23249A
Authority: DE
Inventors: John Alexander Lind
Original assignee: Alford and Alder Engineers Ltd
Current assignee: Alford and Alder Engineers Ltd
Priority date: 1954-08-20
Filing date: 1955-08-18
Publication date: 1960-02-18
Also published as: GB766141A; FR1134559A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sick auf eine zum Lenken von motorisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Automobilen,, vorgesehene Zahnstangenlenkeinrichtung mit in eine Zahnstange eingreifendem Ritzel und einem beide Teile aufnehmenden Gehäuse, in dem die durch ein sich selbst bei Verschleiß nachstellendes Drucklager gegen das Ritzel gepreßte Zahnstange axial verschiebbar ist.

Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Zahnstange eine zu große- Bewegungsfreiheit hat, so daß dadurch die Gefahr vorhanden ist, daß sie das Gehäuse beschädigt sowie ungünstige Wirkungen auf die Lenkung des Fahrzeuges hat.

Bei einer anderen bekannten Ausführung ist in einer Gehäuseverlängerung des Zahnstangengehäuses ein verschiebbares Rohr vorgesehen, das als Gleitlager für das darin verschiebbare kugelige oder ballige Ende der Zahnstange dient, die'in dieseni'-Fälle aus zwei Teilen zusammengesetzt ist. Die Herstellung einer solchen Einrichtung ist verhältnismäßig zeitraubend und kostspielig, bedingt durch die Anordnung des verschiebbaren Rohres.

Außer den vorstehend behandelten Ausführungen ist weiter eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der beide Enden der Zahnstange in abgefederten, als Lager dienenden Hülsen sitzen. Hierbei muß dasjenige Ende, das vom Ritzel· abgewandt ist, um ein bestimmtes Maß belastet werden, wenn eine stabile Lagerung erreicht werden soll. Durch eine solche Belastung findet aber·; eine zu starke Dämpfung und infolgedessen eine Erschwerung der Lenkung statt.

Die Erfindung vermeidet die vorstehend angegebenen Nachteile der bekannten Ausführungen. Sie.besteht darin, daß der zahnlose Teil der Zahnstange, der .in an sich bekannter Weise in einer Gehäuseverlängerung liegt, unmittelbar in einem einzigen feststehenden Gleitlager axial verschiebbar ist, das. in einem solchen Abstand von, der Eingriffsstelle des Ritzels in die Zahnstange angeordnet ist, daß das Drucklager einen Verschleiß zwischen den Zähnen des Ritzels und der Zahn stange, ausgleichen kann.

Bei einer derartigen ■ Ausbildung kann, sowohl auf das gemäß den bekannten Ausführungen vorgesehene verschiebbare Rohr nebst der kugeligen oder balligen Ausgestaltung des darin ^verschiebbaren Zahnstangenendes als auch auf die Abfederung der Gleitlager verzichtet werden, so daß ein wesentlich einfacherer, billigerer und ein geringeres Gewicht aufweisender Aufbau zu verzeichnen ist. Außerdem: ist.ein Verstellen der Endlager der Zahnstange zwecks Anpassung an etwaige Durchbiegungen od. dgl. an sich nicht mehr erforderlich.

In der Zeichnung ist ein AusführungsbeispfelderEr-" findung dargestellt. Es zeigt

Zahnstangenlenkeinrichtung

Anmelder:

AIford & Alder (Engineers) Limited,

Hemel Hempstead, Hertfordshire

(Großbritannien)

. Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch,
Hamburg 4, Simon-von-Utrecht-Str. 43,
und Dr.-Ing. R. Glawe, München 27, Patentanwälte

Beanspruchte. Priorität:
Großbritannien vom 20, August 1954

John Alexander Lind, Hemel Hempstead, Hertfordshire (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 eine Spurstange nebst· Zahnstangen- und Ritzelantrieb für eine Vorderradlenkung, teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht,,

« Fig. 2 den Schnitt durch Fig. 1 in Richtung 2-2,
Fig. 3 den Schnitt durch Fig. 1 in Richtung 3-3 und Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Kugelgelenks, das am Ende der Spurstange der Fig. 1 sitzt, teilweise im Schnitt, teilweise,"in Ansicht.

11 ist ein Gehäuse, das eine durchgehende Bohrung 12 aufweist, die zur Aufnahme.einer Ritzelwelle 13 dient. Diese ist mit Zähnen 14 versehen, die in der Mitte der Bohrung liegen. Die Welle 13 ist an beiden Enden zylindrisch und in Nadellagern 15 gelagert, die . aus einem Streifen gehärteten Bandstahles 16 bestehen, der kreisförmig gebogen ist uhd nach innen bei 17 umgebogen ist. Der so geformte Bandstahl hält eine Anzahl von NadelroUenlS, welche mit ihren spitzen Stirnseiten in die abgebogenen Enden 17 fassen. Diese.Band-'■ stahlkäfige' -sind .'bekannt. Es kann statt der heschriebenen Lager auch jede andere Lagerbüchse verwendet _: Werden.* -----·-*.; ■ ' ■ ·.-i ■'"■■■ "-*"" ~ ' ''■

Die Oberfläche der Ritzelwelle.13 ist an der Stelle,

• wo sie in den Nadellagern 15 liegt, zylindrisch" geü schliffen. Das Gehäuse 11 weist rechtwinklig zur. Bohrung 12: eine-weitere -BohrufigilS.Hx eine 'Zahnstange

19 auf, die aus Stangenmaterial kreisförmigen Quer-■ Schnitts besteht und Zähne 20 aufweist, welche quer ' zur Längsachse in die Stange eingeschnitten und so mit

* den Ritzelzähnen 14 im Eingriff sind, daß, wenn die

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Zahnstange annähernd konzentrisch in der Bohrung liegt, die Zähne genau miteinander im Eingriff sind, ohne daß eine absolut genaue Lage der Bohrung 18 zur Bohrung 12 für das Ritzel erforderlich ist. Hinter der Eingriffsstelle der Zahnstange 19 mit dem Ritzel befindet sich eine weitere Bohrung 21, welche rechtwinklig

_t zur \Ritzelbohrung und zur Zahnstangenbohrung verläuft. In der Bohrung 21 befindet sich ein Lagerblock 22,

•■-'■Her an der einen Seite eine Aussparung für die Zahnstange 19 aufweist und durch eine Kappe 23 gehalten wird, die in die Bohrung21 eingeschraubt ist. Zwischen dieser Kappe und dem Lagerblock 22 befindet sich eine !'Starke Feder 24. Der flanschartige Kopf der Kappe liegt

„im Abstand von dem Ende der Bohrung. In dem Zwischenraum liegen Zwischenscheiben 25. Auf diese Weise wird die Zahnstange 19 dauernd mit dem Ritzel im Eingriff gehalten. Tritt eine Abnutzung auf, kann eine Zwischenscheibe 25 herausgenommen und ein etwas größerer Druck auf die Zahnstange 19 ausgeübt werden. Die Zahnstange sitzt nur lose in der Bohrung 18 und ragt nach beiden Seiten frei aus dem Gehäuse 11 heraus. Das eine herausragende Ende ist von einer Hülse

26 umgeben, die eine Fortsetzung des Gehäuses 11 über eine gewisse Strecke der Zahnstange darstellt. Die Hülse ist da, wo sie gegen das Gehäuse liegt, bei 27 angeflanscht und wird durch drei oder mehrere Stellschrauben 28 gehalten. Die Hülse 26 kann aus gezogenem Stahlrohr bestehen und weist an ihrem freien Ende eine Buchse 29 auf, welche dicht auf der Zahnstange 19 sitzt. Die Entfernung der Buchse 29 von dem Mittelteil der Zahnstange 19, der in das Ritzel 14 eingreift, reicht aus, daß eine kleine Abweichung der Zahnstange von der Mitte, welche das unterhalb, der Kappe 23 befindliche Drucklager 22 zuläßt, nutzbar gemacht wer- : den.kann, um die Zähne20 der Zahnstange fest mit den Zähnen 14 des Ritzels in Eingriff zu bringen. Die Löcher für die Stellschrauben 28, die in dem Flansch

27 der Hülse sitzen, sind etwas größer' als die Stellschrauben. Beim Zusammenbau der Teile sind die Stellschrauben 28 zuerst lose, so daß die Zahnstange nur durch das Mittellager in ihrer Lage gehalten wird. Da- ^!-her wird die Hülse 26 mit ihrer Buchse 29 durch die !Zahnstange automatisch in der Mittellage gehalten. Wenn die Stellschrauben 28 angezogen werden, wird jeder Teil in seiner eingestellten Lage gehalten, ohne ^: daß irgendwelche genaue maschinelle Bearbeitung der Teile notwendig ist.

Infolge der Verwendung des verstellbaren Lagers 22 nebst der Feder 24 bleibt das Getriebe fest im Eingriff, selbst wenn eine Abnutzung der mittleren Zähne der Zahnstange in einem größeren Ausmaße erfolgt als bei den Endzähnen.

Die Zahnstange 19 bildet einen Teil einer Spurstange zur Lenkung der Vorderräder eines Fahrzeuges, das die üblichen Lenkhebel 30 aufweist, welche über GelenkeSl mit den Enden 32 bzw. 33 der Spurstange verbunden sind. Diese Enden sitzen in rohrförmigen Teilen 34 bzw. 35, in denen sie fest durch Klemmen 36 bzw. 37 gesichert sind, ragen nach innen und enden in Kugeln 38 bzw. 39, weiche mit den Enden der Zahnstange 19 durch Kappen 40 bzw. 41 verbunden sind. Diese Kappen sind auf Hohlzapfen 42 bzw. 43 aufgeschraubt, die mitiels Gewindezapfen 44 bzw. 45 in die Enden der Zahnstange 19 eingeschraubt sind. Innerhalb der Kappen sind Gleitbuchsen 46 vorgesehen, die durch Federn . 47 gegen die Kugeln 38 bzw. 39 gedrückt werden.

Das Ende der Hülse 26 ist mit dem Teil der Spurstange 34 verbunden, der hinter der Kugel 38 liegt. Die Verbindung erfolgt über einen Gummibalg 48. Auf der anderen Seite des Gehäuses 11 ist ein zylindrischer Teil 49, der mit der Spurstange 35 über einen Gummibalg 50 verbunden ist. Die Zahnstange 19 geht sehr leicht durch den zylindrischen Teil 49 des Gehäuses 11, so daß das Schmiermittel, welches das Gehäuse und die Bälge füllt, frei vom einen zum anderen Ende ge-

lö langen kann, wenn die Bälge beim Betätigen des Ritzels 14 expandieren und sich wieder zusammenziehen. Auf der anderen Seite der Einrichtung, wo die Buchse 29 dicht auf der Zahnstange 19 sitzt, ist jedoch ein starker Widerstand vorhanden, der den Lenkbewegungen entgegenwirkt, weil, wenn die Stange bewegt wird und der Balg 48 expandiert, eine Saugwirkung auf ihn ausgeübt wird, während er beim Zusammenziehen unter Druck gesetzt wird. Demgemäß hat die Buchse 29 am Umfang eine Anzahl axialer Nuten 51, die zwischen

20' ihr und der hülsenartigen Verlängerung 26 des Gehäuses liegen. Durch diese Nuten kann das Schmiermittel frei hindurchgehen, so daß jegliches Behindern der Lenkbewegungen vermieden wird.

Fig. 4 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform, gemäß der das Ende der Zahnstange 19 Außengewinde aufweist, auf das die Kappe aufgeschraubt ist und eine Aussparung enthält, in der eine Feder 52 Hegt, deren Wirkungsweise derjenigen der Feder 47 der Fig. 1 entspricht. Es fehlt hier also der Hohlzapfen 42, der gemäß Fig. 1 zum Befestigen der Kappe 40 dient. Statt der Buchse 46 drückt die Feder 52 ein Kissen 53 gegen den Kopf der Kugel 38.

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnstangenlenkeinrichtung mit in eine Zahnstange eingreifendem Ritzel und einem beide Teile aufnehmenden Gehäuse, in dem die durch ein sich selbst bei Verschleiß nachstellendes Drucklager gegen das Ritzel gepreßte Zahnstange axial verschiebbar ist, dadurch-gekennzeichnet, daß der zahnlose Teil der Zahnstange (19), der in an sich bekannter Weise in einer Gehäuseverlängerung (26) liegt, unmittelbar in einem einzigen feststehenden Gleitlager (29) axial verschiebbar ist, das in einem solchen Abstand von der Eingriffsstelle des Ritzels (14) in die Zahnstange (19) angeordnet ist, daß das Drucklager einen Verschleiß zwischen den Zähnen des Ritzels und der Zahnstange ausgleichen kann.

2. Zahnstangenlenkeinrichtung nach Anspruch 1 mit durch eine Schraubkappe gesichertem, verstellbarem Drucklager, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schraubkappe (23) und dem Gehäuse mehrere Zwischenscheiben (25) zwecks Einstellung der Lage der Kappe (23) zu dem. Ritzel (14) vorgesehen sind.

3. Zahnstangenlenkeinrichtung nach den. Ansprüchen 1 und 2, bei der das Ende der Verlängerung des Gehäuses mit der Spurstange über Bälge verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (29) außen mit Nuten (51) versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 813 122, 776299, 632 359 ■
britische Patentschriften Nr. 698883, 679958,

532 566.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen